滦河下游河水及沿岸地下水水化学特征及其形成作用

了解地表水和沿岸地下水的水化学特征及其形成作用,对地下水水资源保护和可持续开发利用具有重要意义。在系统采集滦河河水及沿岸地下水的基础上,运用描述性统计、相关性分析、阴阳离子三角图、Gibbs图、离子比例系数等方法对水样的离子特征和水化学类型的形成作用进行了分析。研究结果表明:(1)从出山口到入海口,浅层地下水化学类型由HCO3型过渡到HCO3·SO4(SO4·HCO3)型,再逐渐转变为Cl·HCO3型,而阳离子则由Ca(Ca·Mg)向Na·Ca(Na)型转化。(2)浅层地下水化学的形成受地形地貌以及地质结构的控制,在山间盆地和冲洪积扇,溶滤作用是控制地下水水化学变化的主要作用,向下游随着含水介质颗粒变细,地下水径流速度变缓,溶滤作用减弱,蒸发浓缩作用逐渐增强,从出山口到入海口,河水和地下水的钠吸附比(SAR)不断增大,说明溶滤作用逐渐被阳离子交替吸附作用代替。(3)河水的水化学类型主要为HCO3·SO4-Ca·Mg(SO4·HCO3-Ca·Mg)型。水化学形成以蒸发浓缩作用为主,同时受河床中的碳酸盐矿物和硅铝酸盐矿物溶滤作用的影响,在冲积海积平原可能存在蒸发盐岩的溶解。     

滦河下游河水及沿岸地下水水化学特征及其形成作用

了解地表水和沿岸地下水的水化学特征及其形成作用,对地下水水资源保护和可持续开发利用具有重要意义。在系统采集滦河河水及沿岸地下水的基础上,运用描述性统计、相关性分析、阴阳离子三角图、Gibbs图、离子比例系数等方法对水样的离子特征和水化学类型的形成作用进行了分析。研究结果表明:（1）从出山口到入海口,浅层地下水化学类型由HCO3型过渡到HCO3?SO4（SO4?HCO3）型,再逐渐转变为Cl?HCO3型,而阳离子则由Ca（Ca?Mg）向Na?Ca（Na）型转化。（2）浅层地下水化学的形成受地形地貌以及地质结构的控制,在山间盆地和冲洪积扇,溶滤作用是控制地下水水化学变化的主要作用,向下游随着含水介质颗粒变细,地下水径流速度变缓,溶滤作用减弱,蒸发浓缩作用逐渐增强,从出山口到入海口,河水和地下水的钠吸附比（SAR）不断增大,说明溶滤作用逐渐被阳离子交替吸附作用代替。（3）河水的水化学类型主要为HCO3 ? SO4-Ca ? Mg（SO4 ? HCO3-Ca ? Mg）型。水化学形成以蒸发浓缩作用为主,同时受河床中的碳酸盐矿物和硅铝酸盐矿物溶滤作用的影响,在冲积海积平原可能存在蒸发盐岩的溶解。     

皖北典型区高氟深层地下水的分布及影响因素

选取皖北典型区深层地下水的氟作为研究对象,在资料收集、水文地质调查、采样测试的基础上,获取了81个深层地下水及71个浅层地下水样品的测试数据。综合运用描述性统计、相关性分析、离子比例系数和Piper图示法,分析深层水氟的分布特征、来源及形成影响因素,结果表明:皖北典型区的深层地下水氟含量具有四周低、中部高的特点;高氟水多呈弱碱性,依据水化学类型特征可将该研究区划分为三个系统:亳州系统、阜阳系统和蒙城系统。亳州系统多为Cl—Na型水,阜阳系统多为HCO3—Na型水,蒙城系统较复杂,包括Cl—Na型、HCO3·SO4·Cl—Na型、HCO3—Ca·Mg型及HCO3—Na·Mg·Ca型水;深层地下水中氟的主要来源是含氟矿物的溶解;弱碱性水、溶解/沉淀作用和阳离子交替吸附作用是影响皖北典型区深层地下水氟形成的主要影响因素。     

基于phreeqci和netpath联合反演水文地球化学过程——以小秦岭太峪水库为例

为了研究超基性岩区山区河流水化学形成机制,笔者以小秦岭金矿区太峪水库为解剖对象,通过水文地质条件调查与测试数据的分析可知,太峪水库中水化学组分含量虽然较上游河水补给区并非普遍升高,但是矿化度有所增加,且水化学类型为HCO3·SO4-Ca.Mg,水文地球化学演化过程基于两方面化学反应和蒸发作用,以化学反应为主。①基于phreeqci正演计算了各水样点矿物饱和指数,利用netpath模拟水质质量平衡反演拟合,得出水库水质发生了Ca/Na交换和矿物溶解和沉淀作用。而水化学作用主要包括岩盐、石膏、方解石的溶解以及超基性岩矿物成分的沉淀。②通过蒸发作用使各组分质量浓度增大0.23倍。     

内蒙古杭锦旗气田区地下水化学特征及其形成机制

对内蒙古杭锦旗气田区浅层地下水运用Piper三线图、Gibbs图、氯碱指数图等方法进行水化学特征及其形成作用分析研究,结果表明：杭锦旗气田区浅层地下水具有较高的矿化度,偏碱性,硬度较大,枯水期TDS浓度和总硬度高于丰水期;研究区浅层地下水化学组分在小范围内具有一定的空间变异性,地下水阳离子以Na+、Ca2+为主,阴离子以HCO3-为主,水化学类型主要有HCO3 Ca型、HCO3 Na型和SO4·Cl Na型;研究区浅层地下水化学组分来源于碳酸盐矿物、硅铝酸盐矿物和蒸发岩的风化溶解,且丰水期和枯水期水化学组分有微弱变化,地下水化学特征的形成以岩石风化溶解作用为主。     

西藏麻米错盐湖大型锂硼矿盆地水化学特征

麻米错盐湖位于西藏阿里地区改则县麻米乡，氯化锂资源量250万t，固体硼矿石资源量3686万t，是西藏大型锂硼矿之一。本研究采集麻米错盆地河水、泉水及湖水等27件样品，分析其总溶解性固体（TDS）、pH值及主要化学成分，通过数理统计分析、Piper阴阳离子三角图和Gibbs等方法对比研究表明，河水径流水化学类型为Ca·Na·Mg HCO3·Cl型，河水支流水化学类型为Ca HCO3、Ca·Mg SO4·HCO3型；泉水化学类型为Mg·Ca HCO3·SO4、Na·Mg HCO3·Cl型；湖水水化学类型为Na Cl。水化学离子组成主要受岩石风化和蒸发结晶作用控制，河水和泉水中主要离子来源于碳酸盐岩和硅酸盐岩风化。河水中主要离子含量介于雪山融水和泉水之间，且接近泉水含量，表明河水更多依靠泉水补给。盐湖中成矿物质来源于岩石风化和深部水岩反应。麻米错湖水正处于正均衡状态，水位持续上涨会对湖区生态和人民生活生产会产生一定影响，建议开展水位动态监测工作。     

水文地球化学模拟在地下水化学成分形成过程研究中的应用

为进一步探究和田河流域绿洲区地下水化学演化规律,采用水文地球化学模拟法定量分析该区地下水化学成分形成过程。以绿洲区1980、2014和2017年地下水化学检测数据为基础,运用PHERRQC软件建立反向水文地球化学模型对水-岩相互作用进行模拟。结果表明：浓缩作用、溶滤作用及阳离子交替吸附作用是控制绿洲区地下水化学成分形成与变化的主要作用,气候条件、地下水动力条件和地层岩性为主要影响因素。由强径流区到弱径流区,水动力条件逐渐变差,岩土溶滤作用逐渐变弱,蒸发浓缩作用不断加强,致使地下水的TDS、TH和主要离子含量逐渐升高,水化学类型以Cl·SO₄·HCO₃-Na·Ca型为主转变为以Cl-Na型、Cl·SO₄-Na型为主。弱径流区内阳离子交替吸附作用显著,改变着地下水中Na⁺和Ca²⁺含量。     

因子分析法在深层地下热水水化学组分形成作用中的应用

地下热水水质是地下热水的重要特征之一,也是地下热水资源评价的主要内容,其为制定地下热水合理开发利用方案提供重要依据。研究地下热水水化学组分形成作用一直是国内外水文地球化学的研究重点。利用R型因子分析法对咸阳市区地下热水水样的水化学数据进行分析,分析研究可知:咸阳市区南部热水起源成因复杂,水化学成分多样HCO3·SO4-Na、Cl·SO4-Na型为主。北部热流体水化学类型主要为Cl-Na型,纵向上随深度增加基本不变化,其主要发生的水化学形成作用有溶滤作用和脱硫酸作用,次为阳离子交替吸附、脱碳酸作用和石膏的溶解作用。     

肥城市岩溶水水化学特征及形成机制

系统分析地下水长期实测数据,并综合运用数理统计方法、水文地质学、水文地球化学的基本理论,探讨了肥城市水化学特征及其时空分布规律、水化学特征形成机制及水文地球化学过程。结果表明:肥城市地下水水化学类型主要为HCO3·SO4—Ca·Mg型,部分为HCO3·SO4·Cl—Ca·Mg型和HCO3·Cl—Ca·Mg型,主要阴离子由HCO3-向SO42-和Cl-偏移,总溶解固体(TDS)及总硬度呈明显增大趋势;地下水多数离子浓度从补给区经径流区到排泄区越来越高;方解石和石膏的溶滤作用是研究区内地下水水化学成分变化的主要影响因素,同时存在部分的盐岩溶解及阳离子交替吸附作用,而人类活动也是不可忽视的重要影响因素。      

常州市地下水化学特征与成因分析

常州市是长江三角洲地区典型的工业化城市,多年来的快速发展对地下水环境产生了系列影响,地下水化学组分受到天然条件和人为活动的双重因素控制,现状地下水化学成因和影响因素亟需深入研究。本文在地下水赋存条件分析的基础上,综合采用统计分析、离子比值、主成分分析法对常州各层地下水化学特征和成因开展分析。结果表明,区域潜水水化学类型以HCO3-—Ca2+·Mg2+、HCO3-—Ca2+和HCO3-·Cl-—Na+·Ca2+型为主,第Ⅰ承压水以HCO3-—Na+·Ca2+和HCO3-—Ca2+型为主、第Ⅱ承压水以HCO3-—Na+·Ca2+型为主。从浅层至深层,地下水的碱性逐渐增强,ρ(TDS)均值降低,水化学类型由多元向单一转变。地下水化学组分主要受矿物溶解、阳离子交替吸附和人类活动共同影响。其中,潜水和第Ⅰ承压水化学成因主要受控于碳酸盐、硅酸盐、蒸发岩盐和硫酸盐矿物溶解作用,且二者受人类活动影响特征较显著。第Ⅱ、Ⅲ承压水受碳酸盐、硅酸盐矿物溶解和阳离子交替吸附作用明显,人类活动对深层地下水影响甚微。     

衡水地区深层地下水水化学特征及其演化过程

衡水地区多年超采深层地下水,形成了以衡水市区为中心的区域地下水降落漏斗,改变了初始的水动力场和水化学场。运用聚类分析、Piper三线图、Gibbs图、氯碱指数、离子相关关系方法分析了该地区历史时期和现阶段深层地下水的水文地球化学特征及其演化规律,探讨了水化学组分的来源及形成机制。结果表明：该地区深层地下水水化学演化受到了较大的人类活动影响,根据Q型聚类分析将研究区划分为补给、径流、排泄3个水化学分区。20世纪70年代到现阶段,随降落漏斗产生发展,研究区形成了新的局部补径排关系,加强了地下水对围岩的溶滤作用,导致研究区水化学场发生了变化,径流区地下水水化学类型由Cl·HCO3-Na、HCO3·Cl-Na和SO4·Cl-Na转化为SO4·Cl-Na和Cl·SO4-Na,排泄区地下水水化学类型由Cl·HCO3-Na和Cl-Na转化为Cl-Na。Gibbs图和离子关系显示,研究区现阶段深层地下水在降落漏斗影响下,水化学组分主要受岩石风化、阳离子交替吸附和脱碳酸作用控制。     

唐山曹妃甸浅层水咸化机制及反向模拟

采集了唐海至渤海湾剖面的13组水样,分析了研究区浅层地下水的化学特征及成因机制.运用Phreeqc软件反向模拟了地下水流路径上浅层微咸水(咸水)的补给机理及咸化过程.结果显示:浅层地下水由北向南,ρ(TDS)由0.36 g/L逐渐上升到39.2 g/L,水化学类型从HCO3·Cl-Ca·Mg·Na型过渡为Cl· HCO3-Na型再转变为Cl-Na· Mg型.微咸水形成以咸淡混合为主,期间伴随着岩盐、斜长石、CO2、高岭石、钾长石、石膏的溶解及钙蒙脱石、方解石的沉淀析出.咸水形成初期主要受海水入侵影响,后期受蒸发作用影响又进一步咸化.     

内蒙古河套平原塔尔湖地区湖泊成因

内蒙古五原县塔尔湖地区发育一系列湖泊,与当地干旱气候形成鲜明的对比,湖泊成因机制对河套地区第四纪水文地质、气候环境研究具有重要意义。对色尔腾山山前—塔尔湖湖泊—黄河沿线不同水体样品进行水化学测试后,利用Gibbs模型投影显示湖泊采样点主要落在蒸发-浓缩端元和岩石风化端元的过渡带,而远离大气降水作用带,地下水更靠近岩石风化端元,说明湖泊接受地下水补给,蒸发强烈;Piper三线图显示山前泉水以HCO3—Ca型为主,河套平原地下水以HCO3—Na、Cl—Na型为主,黄河水为HCO3—Na型,湖泊以Cl—Na型为主,说明塔尔湖地区地下水与湖泊存在水力联系,HCO3—Na型地下水经过蒸发浓缩作用转变成了盐度更高的Cl—Na型湖泊,导致盐分的聚集;地下水可溶性固体总量(TDS)自北向南由262 mg/l快速增加至2 296 mg/l,而湖泊TDS先升后降,最后小于地下水TDS,最大值在塔尔湖地区北部,为1 213 mg/l,说明湖泊还受现代黄河补给,地下水TDS变化满足山前—盆地的水文地质模型。塔尔湖地区的湖泊既可以发育于古河床亚相也可以发育于堤坝亚相,且湖泊呈零星分布,与古河道形成的牛轭湖特征不吻合,从而基本排除湖泊为古黄河残留的可能;潜水面之上的河流相沉积物由于风蚀作用被切穿,导致地下水出露,补给湖泊,从而推断塔尔湖地区湖泊主要为风蚀湖。     

百泉泉域岩溶地下水水化学演化特征及成因

百泉泉域岩溶地下水是河北邢台市生产和生活的主要供水水源。近年来受到自然条件变化和人类活动的影响,泉域地下水流场明显改变,水化学场演变机制有待查明。本研究在水文地质调查和样品采集测试的基础上,采用统计学方法（描述性统计、Person相关系数）、饱和指数计算和水化学方法（Piper图、Stiff图、Gibbs图、离子比例系数）对泉域岩溶水化学特征展开了系统分析。结果表明:泉域岩溶水为弱碱性淡水,Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42- 是地下水中的主要离子,主要来源于方解石、白云石和石膏的风化溶解,Na+和Cl-主要来源于少量岩盐的溶解。沿着径流方向方解石相对于地下水由溶解状态转变为平衡状态,而白云石、石膏和岩盐一直处于溶解状态。补给区和北部径流区基本为HCO3-Ca·Mg型水,七里河、沙河附近和南部煤铁矿区岩溶水除HCO3-Ca·Mg型外,还多出现HCO3·SO4-Ca型、CO3·Cl-Ca·Mg型和HCO3·SO4-Ca·Mg型水,煤铁矿区附近岩溶水中SO42- 的升高是受到了高SO42- 矿坑排水的混合影响。蒸发浓缩作用仅在水位埋深浅且地下水流动相对滞缓的排泄区较为明显,排泄点——百泉泉水为HCO3·SO4·Cl-Ca·Mg型。此外,人类工农业活动改变了地下水的径流条件和水质,使局部岩溶水中NO3-、Cl-、Fe、总硬度含量升高甚至超标。      

Source of salinity in the groundwater of Lenjanat Plain,Isfahan, Iran

The present study aimed at identifying the salinity source in the groundwater of Lenjanat Plain. To do so, non-isotopic geochemical methods were employed: groundwater samples were collected seasonally from 33 wells widespread in the area, and physicochemical parameters as well as major and minor elements were measured in the 132 samples. The data collected from the field and laboratory measurements were interpreted through statistical and hydrogeochemical graphs, mass ratios and saturation indexes obtained from modeling. The results revealed that hydrogeochemical properties of the study aquifer were controlled by rock/water interactions including ion exchange, dissolution of evaporation deposits (halite and gypsum) and precipitation/dissolution of carbonates. Based on the values of Cl/Br ratio in Lenjanat groundwater (329–4,492), dissolution of evaporation deposits in aquifer was the main cause for groundwater salinity. Considering the Lenjanat groundwater geochemical properties, the data confirm the reported Cl/Br ratios for groundwater affected by the dissolution of evaporation deposits (Cl/Br > 300) and overlaps with the range of Cl/Br ratios for domestic sewage effluent groundwater. Selecting the best chemical components and their ratios in non-isotopic geochemical methods provides an accurate distinction between sources of groundwater salinity.     

Hydrogeochemical Evaluation of Heavy Metal Loadings to Waters and Sediments by Leachate: A Case Study from the Golbasi Waste Disposal Site,Ankara, Turkey

At sites of groundwater contamination, predictions of contaminant behavior and evaluation of remedial strategies depend on identification and characterization of the geochemical processes affecting contaminant migration. Heavy-metal loadings to waters and sediments by leachate from the Golbasi waste disposal site in Ankara, Turkey, have been evaluated quantitatively using hydrogeochemical modeling. The groundwater of the waste disposal area, characterized by high concentrations of Ca, K, Cl, Cd, Pb, Zn, Cu, B, Ni, SO₄, and NO₃, contaminates the waters and sediments in the down-gradient area, Eymir Lake and a swamp along the flow path. An advective mass transport duration is ～15 years for unretarded contaminants to move from the waste disposal well area to the southern shoreline of Eymir Lake. Mixing calculations suggest that the down-gradient groundwater is formed by mixing of 40 to 72% upgradient groundwater and 28 to 60% waste-disposal-area groundwater, as well as Eymir Lake surface-water ion concentrations formed by mixing of down-gradient groundwater (3%-25%) and swamp-water ion concentrations (75-97%) along the flow path. An evaluation of the changes in concentration of trace ion-related precipitation/dissolution and exchange reactions between water and sediments for the formation of both Eymir Lake surface-water composition and the down-gradient groundwater composition indicate considerable trace-ion content of the clays (exchangers) and related reactions in the system. These results suggest that the amounts of contaminants removed from or added both to the down-gradient groundwater and to surface waters through mixing, dilution, and evaporation processes are rather small. The amounts of ions in the waters at the present stage of the contamination process are predominantly governed by exchange and dissolution/precipitation reactions.     

Water chemistry of Mansar Lake (India): an indication of source area weathering and seasonal variability

The chemistry of major elements (Ca, Mg, Na, K and Si) and anions (HCO ₃, SO ₄ and Cl) in the water of Mansar Lake was studied, based on seasonal data. The results show that total dissolved solid (TDS) concentration in a particular season is similar, but varies slightly in different seasons with a variation factor of less than 2. This is because the collections were made in the dry seasons and the Ca-precipitation is the cause for the seasonal variability. The major element chemistry of Mansar Lake is mainly controlled by rock weathering, with HCO ₃ and Ca dominating the major ion composition because of the abundance of carbonate rocks in the basin. The results also indicate that the lake water is saturated with respect to calcite and/or dolomite during the spring season whereas it is undersaturated in the summer season. This contrast brings out seasonal variability. The lake shows disequilibrium with atmospheric CO ₂ as a result of carbonate dissolution in the drainage basin. The study also shows that physical weathering/erosion is dominant and that chemical weathering is incipient. This is consistent with the Chemical Index of Alteration (CIA) data.     

川西南喜德热田地下水水文地球化学特征

地下热水的形成和化学组分特征常受断裂构造和热储地层岩性的影响。川西南喜德地热田内出露的冷泉水和地热水严格受断裂控制,前者为主断裂控制的浅循环型碎屑岩或岩溶裂隙孔隙水;后者则为次级断裂所控制的深循环型裂隙水,其热储层为碳酸盐岩。基于喜德热田形成的地质构造背景,通过开展热田内地热水和冷泉水水化学指标的测试和分析及水岩相互作用模拟,对该热田水文地球化学特征进行了研究。结果表明：喜德热田地热水和冷泉水水源均为大气降水,补给高程分别为2 874~3 092 m和2 584~2 818 m。受温度、含水层矿物类型、水岩相互作用的影响,地热水和冷泉水水化学类型和各组分差别较大,前者为HCO3·SO4-Ca·Mg型水,后者为HCO3-Ca·Mg型水。水岩相互作用模拟表明碳酸盐岩矿物、石膏矿物的溶解和沉淀及阳离子交换过程是导致地热水和冷泉水水化学组分差别较大的主要原因。此外,采用二氧化硅类温标计算喜德热田热储温度为56~90 ℃,循环深度为1 422~2 558 m。研究结果对阐明喜德热田的成因模式,地热水的进一步开发和热水资源的可持续利用具有重要意义。